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一种冻土导气率稳态测量系统及测量方法技术方案

技术编号:7784782 阅读:170 留言:0更新日期:2012-09-21 04:33
本发明专利技术公开了一种冻土导气率稳态测量系统及测量方法,其特点是测量系统包括测筒(1)、供气源(3)、气压测量计(5)和气体流量计(6);利用本发明专利技术的测量系统测定冻土的导气特征参数M,将导气特征参数S代入本发明专利技术给出的计算公式即可计算出冻土的导气率,本发明专利技术简化了冻土导气率的测量过程,不仅在技术上能够实现,而且设备价格大大降低,易于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土壌物理领域,具体地讲是一种冻土导气率稳态测量系统及其測量方法。
技术介绍
导气率是土壤重要的特性參数之一,是土壤重要的特征指标,导气率状况在土壤结构及结构稳定性研究中非常重要,并且土壤导气率与土壤饱和导水率、土壤呼吸、植被根系生长等因素之间存在密切的关系。从供气情况看,測量土壤导气率的方法可分为两大类,一类为稳态气流測量方法,一类为瞬态气流測量方法;从测量边界条件看,測量土壤导气率的方法可分为ー维測量方法和三维测量方式,ー维主要用于室内的測量,三维可用于原位的导气率測量。目前导气率的測量主要针对于融土,而有关冻土的导气率測量尚未涉及。冻土是指温度在o°c或o°c以下,并含有冰的各种岩石和土壌,由土颗粒、未冻水、冰及气体组成的,是典型的多相体材料。冻土是由固体矿物颗粒、冰包裹体、液相水(未冻水和强结合 水)和气态包裹体(水汽和空气)组成的复合介质,冻土与融土的本质区别在于冻土中冰的存在。土冻结后强度将提高很多倍,其中主要依赖于冻土黏聚カ的大幅度提高。冻土强度的大幅度提高导致用于测量融土导气率的装置很难应用,主要因为测量筒难于打入或者打入时对土壌造成较大的扰动。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服已有技术的不足,而提供一种冻土导气率稳态测量系统。本专利技术的另ー目的是提供一种冻土导气率稳态测量方法。本专利技术主要解决主要解决冻土強度的大幅度提高导致用于测量融土导气率的装置很难应用,主要因为测量筒难于打入或者打入时对土壌造成较大的扰动等问题。为了达到上述目的,本专利技术是这样实现的一种冻土导气率稳态测量系统,其特殊之处在于,包括 测筒,插入土壌一定深度处,并用来提供一定的气体存储空间; 供气源,用来向测筒提供稳定的气流; 气压测量计,用来测量测筒内的气体压力; 气体流量计,用来测量气体流量; 所述测筒材质为硬塑料或者金属,材质强度应确保在试验过程中筒体不变形,上端用橡皮塞密封,两根连接管一端经橡皮塞分别和测筒内部相通连连接,另一端分别和气压测量计及供气源相连接,与供气源相连接的连接管上设置气体流量计,用以测量通过该连接管的气体流量,测筒下端开通不封闭。本专利技术的一种冻土导气率稳态测量方法,其特殊之处在于,包括以下步骤 (1)利用土钻在待测位置钻取一定深度L的钻孔,要求钻孔直径和测筒直径D—致,在测筒外部涂抹一定量的凡士林,防止测筒外壁与钻孔之间漏气;(2)利用供气源向测筒稳定供气,当气压测量计测定的测筒内压カQx以及气体流量计测量的流量#稳定时停止供气并记录稳定的压カ和流量值; (3)在不同的供气强度下,重复步骤(2),获得多组稳定压カ和对应的稳定流量;(4)以稳定流量为因变量,对应的稳定压力为自变量,确定二者的数量关系,并以二者确定的直线斜率作为被测土壌的空气传导特征參数M; (5)将得到的空气传导特征參数M代入以下公式中来计算土壌的导气率ka:本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冻土导气率稳态测量系统,其特征在于,包括 测筒(I),插入土壌,并用来提供一定的气体存储空间; 供气源(3),用来向测筒(I)提供稳定的气流; 气压测量计(5),用来测量测筒(I)内的气体压力; 气体流量计(6),用来测量气体流量; 所述测筒(I)上端用橡皮塞(2)密封,两根连接管(4) 一端分别经橡皮塞(2)和测筒(I)内部相通连接,另一端分别和气压测量计(5)及供气源(3)相连接,与供气源(3)相连接的连接管(4)上设置气体流量计(6),测筒(I)下端开通不封闭。2.根据权利要求I所述的ー种冻土导气率稳态测量系统,其特征在于,所述测筒(I)材质为硬塑料或者金属。3.采用权利要求I或2的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张振华李陆生张富仓杨润亚潘英华
申请(专利权)人:张振华
类型:发明
国别省市:

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